2020生物新教材同步导学提分教程人教必修二测试：第4章第2节　基因表达与性状的关系课时精练 7页

[基础对点] 知识点一 基因表达产物与性状的关系 1.酪氨酸酶存在于正常人体的皮肤、毛囊等处的细胞中，它能将酪氨酸转变为 黑色素，下列相关叙述正确的是( ) A．人体的神经细胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因 B．白化病实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C．酪氨酸是基因表达的产物 D．老年人头发变白是由控制酪氨酸酶合成的基因异常引起的 答案 A 解析 人体所有细胞都是由同一个受精卵发育而来的，一般都含有该生物全 部的基因，因此人体的神经细胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因，A 正确；人的 白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常引起的，使人体缺乏酪氨酸酶，不能合成 黑色素，从而表现出白化症状，这一实例说明基因通过控制酶的合成来影响细胞 代谢，进而间接控制生物体的性状，B 错误；基因表达的产物是蛋白质，酪氨酸是 一种氨基酸，不是基因表达的产物，C 错误；老年人头发变白的原因是酪氨酸酶的 活性降低，黑色素合成减少，D 错误。 2．牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途 径示意图： 从图中不能得出( ) A．花的颜色由多对基因共同控制 B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程 C．生物的性状由基因决定，也受环境影响 D．若基因①不表达，则基因②和基因③不表达 答案 D 解析 花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的，A 正确；基因①②③通过控制酶 1、2、3 的合成来控制花青素的合成，B 正确；花青 素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色，C 正确；基因具 有独立性，基因①不表达，基因②③仍然能够表达，D 错误。 3．如图为人体内基因对性状的控制过程，下列说法错误的是( ) A．基因 1 和基因 2 一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B．图中①过程需 RNA 聚合酶的催化，②过程需 tRNA 的协助 C．过程①②④表明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 D．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体 的性状 答案 A 解析 人体细胞都是由同一个受精卵发育而来，基因 1 和基因 2 在人体的几 乎所有细胞中同时存在，A 错误；①是转录，需要 RNA 聚合酶，②是翻译，需要 tRNA 携带氨基酸，B 正确。 知识点二 基因的选择性表达与细胞分化 4.人的胰岛 B 细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中 ( ) A．只有胰岛素基因 B．比人受精卵的基因数少 C．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但只存在胰岛素 mRNA D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因 答案 C 解析 胰岛 B 细胞由受精卵经分裂分化产生，故胰岛 B 细胞中既有胰岛素基 因也有血红蛋白基因和其他基因，其能够产生胰岛素的原因是基因选择性表达，C 正确。 5．有人把能够在所有细胞中表达、维持细胞基本生命活动所必需的基因称为 “管家基因”，而把只在特定细胞中表达的基因称为“奢侈基因”。以下相关说 法正确的是( ) A．ATP 水解酶、膜蛋白、血红蛋白都是管家基因的表达产物 B．叶绿素基因属于管家基因 C．人的 RNA 聚合酶基因和抗体基因都属于管家基因 D．细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果 答案 D 解析 ATP 水解酶、部分膜蛋白(如水通道蛋白)是管家基因的表达产物，而血 红蛋白基因只在红细胞中表达，部分膜蛋白(如一些激素受体)只存在于相应细胞膜 的表面，因此血红蛋白和部分膜蛋白是奢侈基因表达的产物，A 错误；叶绿素基 因只在绿色植物的绿色部分表达，如叶肉细胞，根细胞中不表达，属于奢侈基因， B 错误；人的 RNA 聚合酶基因可在所有细胞中表达，属于管家基因，而抗体基因 只在浆细胞中表达，属于奢侈基因，C 错误；细胞分化是奢侈基因选择性表达的结 果，D 正确。 知识点三 表观遗传 6.下列关于表观遗传的叙述错误的是( ) A．表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状 改变 B．生物体部分碱基发生甲基化修饰，可对表型产生影响，属于表观遗传 C．我国古代记载的“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”，这种现象可以用 表观遗传进行解释 D．表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动中 答案 C 解析 C 项所述为环境因素对性状的影响，不能用表观遗传进行解释。 7．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是( ) A．兄弟俩成年后的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B．基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关 C．一个蜂群中，蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，与 表观遗传有关 D．圆粒豌豆的子代出现圆粒和皱粒，说明该相对性状是由环境决定的 答案 D 解析 豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状是由基因决定的，D 错误。 [能力提升] 8．下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是( ) A．皱粒豌豆的 DNA 中，编码淀粉分支酶的基因的碱基序列被打乱，不能合 成淀粉分支酶，淀粉含量低 B．囊性纤维病患者中，编码 CFTR 蛋白的基因增添了 2 个碱基，进而使 CFTR 蛋白的结构受到影响 C．我国科学家发现水稻中的 Ghd7 基因编码的蛋白质仅调控开花 D．人的身高受多个基因控制，每个基因对身高都有一定作用，而且受环境的 影响 答案 D 解析 皱粒豌豆中能合成淀粉分支酶，只是淀粉分支酶异常，活性大大降低， 淀粉合成受阻，A 错误；囊性纤维病患者中，编码 CFTR 蛋白的基因缺失了 3 个 碱基，B 错误；水稻中的 Ghd7 基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对 水稻的生长、发育和产量都有重要作用，C 错误。 9．请回答下列有关遗传学的问题。 图 A、B 表示某经济植物 M 的花色遗传、花瓣中色素的控制过程简图。植物 M 的花色(白色、蓝色和紫色)由常染色体上两对独立遗传的等位基因(A 和 a，B 和 b)控制，据图回答： (1) 结 合 A 、 B 两 图 可 判 断 A 图 中 甲 、 乙 两 植 株 的 基 因 型 分 别 为 ________________。 (2)植物 M 的花色遗传体现了基因可以通过____________________________从 而间接控制该生物的性状。有时发现，A 或 B 基因碱基对改变后，该基因控制的 性 状 并 不 会 改 变 ， 请 从 基 因 表 达 的 角 度 说 明 可 能 的 原 因 _____________________________________________________________________。 (3) 若 将 A 图 F1 紫 花 植 株 测 交 ， 产 生 的 后 代 的 表 型 及 比 例 为 ______________________________。 答案 (1)AAbb、aaBB (2)控制酶的合成来控制代谢过程 基因转录后不同的密码子可以控制相同的 氨基酸(遗传密码子具有简并性或一种氨基酸可被多种密码子编码) (3)紫色∶蓝色∶白色＝1∶1∶2 解析 (1)分析表格中图 B 可知，蓝色花基因型可表示为 A_bb，紫色花基因型 可表示为 A_B_，白色花的基因型有 aabb、aaB_。因为 F1 自交后代表型比例为 9∶3∶4，推知 F1 的基因型为 AaBb，所以亲代蓝花的基因型为 AAbb，白花的基 因型为 aaBB。 (2)基因控制生物的性状的方式有：基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物 体的性状或基因通过控制酶的合成来控制细胞的代谢过程从而间接控制生物的性 状。从图中可以看出 M 花色的控制属于第二种。基因突变后转录出的不同的密码 子可以控制相同的氨基酸，所以碱基对改变不一定改变生物的性状。 (3)AaBb(紫色)与 aabb(白色)测交，后代 AaBb(紫色)∶Aabb(蓝色)∶aaBb(白 色)∶aabb(白色)＝1∶1∶1∶1，即紫色∶蓝色∶白色＝1∶1∶2。 10．表观遗传是指 DNA 序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA 甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸 “CG”的区域，称为“CG 岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成 5甲基胞嘧 啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种 DNA 甲基化酶(如图 1 所示)，从头 甲基化酶只作用于非甲基化的 DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于 DNA 的半甲基化位点。使其全甲基化。 (1)由上述材料可知，DNA 甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转 录产物的碱基序列。 (2)由于图 2 中过程①的复制方式是________________，所以其产物都是 ________甲基化的，因此过程②必须经过________________的催化才能获得与亲 代分子相同的甲基化状态。 (3)研究发现，启动子中“CG 岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结 合，从而抑制________________。 (4)小鼠的 A 基因编码胰岛素生长因子2(IGF2)，a 基因无此功能(A、a 位于常 染色体上)。IGF2 是小鼠正常发育必须的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在 小鼠胚胎中，来自父本的 A 及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检 测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。 若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则 F1 的表型应为____________。F1 雌 雄个体间随机交配，则 F2 的表型及其比例应为________________。结合 F1 配子中 A 及 其 等 位 基 因 启 动 子 的 甲 基 化 状 态 ， 分 析 F2 出 现 这 种 比 例 的 原 因 是 ______________________________________________________________________ ___________________________________。 (5)5氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗 DNA 甲基化引起的疾病。推测 AZA 可能的作用机制之一是：AZA 在____________过程中掺入 DNA 分子，导致与 DNA 结合的甲基化酶活性降低，从而降低 DNA 的甲基化程度。另一种可能的机制是： AZA 与“CG 岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低 DNA 的甲基化程度。 答案 (1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)基因的表达 (4)全部正常 正常∶矮小＝1∶1 卵细胞中的 A 及其等位基因由于启动子甲 基化而不表达，精子中的 A 及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含 A 的精子∶含 a 的精子＝1∶1 (5)DNA 复制 胞嘧啶 解析 (1)由材料可知胞嘧啶在发生甲基化后仍能与鸟嘌呤互补配对，由此可 知甲基化不会影响 DNA 转录时 DNA 与 RNA 的碱基互补配对，基因转录产物 RNA 的碱基序列不会发生变化。 (2)①表示 DNA 复制，方式是半保留复制；因为半保留复制中新合成的 DNA 单链正常，则其产物为半甲基化的 DNA；亲代 DNA 为全甲基化，②过程表示半 甲基化转化为全甲基化过程，需要维持甲基化酶催化。 (3)在转录过程中，RNA 聚合酶需要与启动子相结合，催化 RNA 的合成，启 动子中“CG 岛”的甲基化会影响 RNA 聚合酶与启动子结合，从而影响基因的表 达。 (4)由于甲基化的存在，纯合矮小，小鼠的基因型为 aa 或 A 被完全甲基化的 AA，由题干信息“这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中是非甲 基化的”可知，基因型 AA 不可能表现为矮小，故雌鼠的基因型为 aa，雄鼠的基 因型为 AA，则子一代的基因型为 Aa，精子提供 A，卵细胞提供 a，故子一代的表 型为正常；子一代雄鼠的精子中含 A 的精子∶含 a 的精子＝1∶1，且能正常表达， 卵细胞中的 A 及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，子一代雌雄个体间随机 交配、子二代的基因型为 AA、Aa、aa 由精子提供 A 的个体表现为正常，由精子 提供 a 的个体表现为矮小，子二代的表型比例为正常∶矮小＝1∶1。 (5)甲基化发生在碱基上，位于 DNA 双螺旋结构的内部，最可能是 DNA 复制 中，DNA 解旋，AZA 在此过程中掺入 DNA 分子； “CG 岛”中的胞嘧啶与甲基 化酶结合，产生 DNA 甲基化，故 AZA 可能会与胞嘧啶竞争甲基化酶，降低 DNA 甲基化程度。